BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
HỆ THỐNG THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

Lọc theo danh mục
  • Năm xuất bản
    Xem thêm
  • Lĩnh vực
liên kết website
Lượt truy cập
 Lượt truy cập :  24,665,852
  • Công bố khoa học và công nghệ Việt Nam

Khoa học kỹ thuật và công nghệ

BB

Trần Nguyễn Phương Lan(1)*, Lý Kim Phụng(4), Nguyễn Thanh Tỷ, Nguyễn Minh Nhựt, Trần Thị Bích Quyên(2), Dương Thị Mỹ Tuyên, Đoàn Văn Hồng Thiện(3)

TỔNG HỢP VẬT LIỆU COMPOSITE NaX/Fe3O4 VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG HẤP PHỤ NITRATE

SYNTHESIS OF NaX/Fe3O4 COMPOSITE AND EVALUATION OF ITS NITRATE REMOVAL

Tạp chí Khoa học và Công nghệ - Đại học Thái Nguyên

2023

02

166 - 174

Nghiên cứu này trình bày một quy trình đơn giản, tiết kiệm thời gian và năng lượng để tổng hợp vật liệu composite NaX/Fe3O4, với tỷ lệ khối lượng zeolite NaX:Fe3O4 = 1,5:1 (g/g), thời gian khuấy trộn 2 giờ, nhiệt độ phòng, và nồng độ chất liên kết tetraethyl orthosilicate (TEOs) 1%. Các phương pháp phân tích XRD, TEM, và FTIR cho thấy vật liệu NaX/Fe3O4 có dạng hình cầu, kích thước khá đồng đều và đầy đủ các dao động đặc trưng của vật liệu composite. Độ từ hóa bão hòa của composite là 2,135 emu/g, được xác định bằng phương pháp VSM. Diện tích bề mặt riêng và kích thước lỗ rỗng của vật liệu NaX/Fe3O4 lần lượt là 322,449 m2/g và 32,4 Å. Đánh giá khả năng xử lý ion NO3- của vật liệu composite ở điều kiện pH 6, nồng độ nitrate 20 mg/L, khối lượng vật liệu là 0,02 g, thời gian hấp phụ 40 phút, cho thấy rằng dung lượng hấp phụ và hiệu suất hấp phụ lần lượt là 36,28 mg/g và 72,55%. Quá trình hấp phụ trong nghiên cứu này phù hợp với lý thuyết đẳng nhiệt Langmuir, hấp phụ đồng nhất, đơn lớp, độc lập và là hấp phụ vật lý. Các thí nghiệm về hấp phụ chứng tỏ composite NaX/Fe3O4 có tiềm năng xử lý ion NO3- trong nước.

This study presented a simple, time and energy saving process to syn- thesize NaX/Fe3O4 composite, with a mass ratio of zeolite NaX:Fe3O4 = 1.5:1 (w/w), mixing time of 2 h, at room temperature and tetraethyl orthosilicate (TEOs) as a cohesion of 1 % v/v. In this work, the analysis methods such as XRD, TEM, and FTIR used reported the sphere shape and uniform sizes of the composite. Besides, all of the functional groups of composites such as -OH, Al-O-Si, T-O-T, and Fe-O could be seen in the final product. The saturation magnetization of NaX/Fe3O4 composite is 2.135 emu/g, which is determined by VSM. The specific surface area and pore diameter are 322.449 m2/g and 32.4 Å, respectively. The removal ability of NaX/Fe3O4 composite onto NO3- anion was performed at pH 6, an anion concentration of 20 mg/L, adsorbent dose of 0.02 g within 40 min. The adsorption capacity and adsorption yield of the composite are 36.28 mg/g and 72.55%, respectively. The adsorption of this work was fitted to Langmuir isotherm model, and physical adsorption. The adsorption experiments proved that NaX/Fe3O4 composite is a potential adsorbent for removing NO3- anion in wastewater.

Xem toàn văn
  • [1] A. Mohsenibandpei; A. Alinejad; H. Bahrami; M. Ghaderpoori (2016), Water solution polishing of nitrate using potassium permanganate modified zeolite: parametric experiments, kinetics and equilibrium analysis,Global Nest Journal
  • [2] O. Hamdaoui; E. Naffrechoux (2007), Modeling of adsorption isotherms of phenol and chlorophenols onto granular activated carbon: Part I. Two-parameter models and equations allowing determination of thermodynamic parameters,Journal of Hazardous Materials
  • [3] K.Y. Foo; B. H. Hameed (2010), Insights into the modeling of adsorption isotherm systems,Chemical Engineering Journal
  • [4] A. Azari; A. H. Mahvi; S. Naseri; K. R. Rezaei; M. Saberi (2014), Nitrate removal from aqueous solution by using modified clinoptilolite zeolite,Archives of Hygiene Sciences
  • [5] M. Khatamian; B. Divband; R. Shahi (2019), Ultrasound assisted co-precipitation synthesis of Fe3O4/bentonite nanocomposite: performance for nitrate, BOD and COD water treatment,Journal of Water Process Engineering
  • [6] T. S. El-Din; A. A. Elzatahry; D. M. Aldhayan; A. M. Al-Enizi; S. S. Al-Deyab (2011), Synthesis and characterization of magnetite zeolite nano composite,International Journal of Electrochemical Science
  • [7] M.-E. Kouli; G. Banis; M. G. Savvidou; A. Ferraro; E. Hristoforou (2020), A study on magnetic removal of hexavalent chromium from aqueous solutions using magnetite/zeolite-X composite particles as adsorbing material,International Journal of Molecular Sciences
  • [8] Munasir; A. Terraningtyas (2019), Synthesis and characterization of Fe3O4/SiO2 composite with in-situ method: TEOs as SiO2 NPs precursor,Journal of Physics: Conference Series
  • [9] J. Cao; P. Wang; J. Shen; Q. Sun (2020), Core-shell Fe3O4@zeolite NaA as an Adsorbent for Cu2+,Materials Chemistry Physics
  • [10] J. Cao; Q. Sun; P. Wang; J. Shen; X. Dai (2022), Synthesize and characterize of Fe3O4/zeolite 4A magnetic nanocomposite,Journal of Dispersion Science Technology
  • [11] R. Bosinceanu; N. Sulitanu (2008), Synthesis and characterization of FeO(OH)/Fe3O4 nanoparticles encapsulated in zeolite matrix,Journal of Optoelectronics and Advanced Materials
  • [12] M. Khodadadi; A. Malekpour; M. Ansaritabar (2017), Removal of Pb (II) and Cu (II) from aqueous solutions by NaA zeolite coated magnetic nanoparticles and optimization of method using experimental design,Microporous Mesoporous Materials
  • [13] P. Chutia; S. Kato; T. Kojima; S. Satokawa (2009), Arsenic adsorption from aqueous solution on synthetic zeolites,Journal of Hazardous Materials
  • [14] N. Xu; H. Yan; X. Jiao; L. Jiang; R. Zhang; J. Wang; Z. Liu; Z. Liu; Y. Gu; F. Gang (2020), Effect of OH− concentration on Fe3O4 nanoparticle morphologies supported by first principle calculation,Journal of Crystal Growth
  • [15] Z. Majid; A. A. AbdulRazak; W. A. H. Noori (2019), Modification of zeolite by magnetic nanoparticles for organic dye removal,Arabian Journal for Science Engineering
  • [16] S. Setiadji; C. Sundari; V. Aprilia; E. Sumiyanto; I. Noviantia; A. Ivansyah (2019), Synthesis of zeolite NaX using elephant grass (pennisetum purpureum) as a silica source and its characterization,Journal of Physics: Conference Series
  • [17] I. Karimzadeh; M. Aghazadeh; M. R. Ganjali; P. Norouzi; T. Doroudi; P.H. Kolivand (2017), Saccharide-coated superparamagnetic Fe3O4 nanoparticles (SPIONs) for biomedical applications: An efficient and scalable route for preparation and in situ surface coating through cathodic electrochemical deposition (CED),Materials Letters
  • [18] X. Mou; Y. Li; B. Zhang; L. Yao; X. Wei; D. S. Su; W. Shen (2012), Crystal phase and morphology controlled synthesis of Fe2O3 nanomaterials,European Journal of Inorganic Chemistry
  • [19] H. V. T. Luong; N. Y. Nguyen; N. T. C. Tien; N. P. L. Tran; L. N. H. Cao; T. N. M. Ngo (2021), The synthesis of nano Fe3O4@SiO2 functionalized with chitosan,Can Tho University Journal of Science
  • [20] P. L. Tran-Nguyen; K. -P. Ly; L. H. V. Thanh; A. E. Angkawijaya; S. P. Santoso; M.-L. Tsai; Y. H. Ju (2021), Facile synthesis of zeolite NaX using rice husk ash without pretreatment,Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers
  • [21] S. Perveen; R. Nadeem; M. Iqbal; S. Bibi; R. Gill; R. Saeed; S. Noreen; K. Akhtar; T. M. Ansari; N. Alfryyan (2021), Graphene oxide and Fe3O4 composite synthesis, characterization and adsorption efficiency evaluation for NO3 and PO4 ions in aqueous medium,Journal of Molecular Liquids
  • [22] H. Jiang; P. Chen; S. Luo; X. Tu; Q. Cao; M. Shu (2013), Synthesis of novel nanocomposite Fe3O4/ZrO2/chitosan and its application for removal of nitrate and phosphate,Applied Surface Science
  • [23] T. Pambudi; E. Wahyuni; M. Mudasir (2020), Recoverable adsorbent of natural zeolite/Fe3O4 for removal of Pb (II) in water,Journal of Materials and Environmental Science
  • [24] A. Gaffer; A. A. Al Kahlawy; D. Aman (2017), Magnetic zeolite-natural polymer composite for adsorption of chromium (VI),Egyptian Journal of Petroleum
  • [25] L. Yuan; C. Song; G. J. Yan (2011), Some research on the magnetic X zeolite composites,Advanced Materials Research
  • [26] V. H. Le; C. N. H. Thuc; H. H. Thuc (2013), Synthesis of silica nanoparticles from Vietnamese rice husk by sol–gel method,Nanoscale Research Letters
  • [27] T. T. Nguyen; H. M. P. Nguyen; N. T. T. Ho; T. B. T. Pham; T. K. C. Nguyen; V. N. Le; T. T. Nguyen; X. A. T. Trinh (2014), Synthesis of SiO2 nanoparticles from rice husk ash by precipitation method,Can Tho University Journal of Science
  • [28] M. AL-Housni; A.H. Hussein; D. Yeboah; R. A. Khaddar; B. Abdulhadi; A. A. Shubbar; K.S. Hashim (2020), Electrochemical removal of nitrate from wastewater,IOP Conference Series: Materials Science and Engineering
  • [29] P. Loganathan; S. Vigneswaran; J. Kandasamy (2013), Enhanced removal of nitrate from water using surface modification of adsorbents–a review,Journal of Environmental Management